パワーコントロールユニットの保護構造
【課題】低コスト化及び軽量化を図った上で、ラジエータ等における高強度部品と貫通孔周辺の低剛性部分との接触を防ぎ、パワーコントロールユニットを保護できるパワーコントロールユニットの保護構造を提供する。
【解決手段】ＰＣＵ５は、筐体２５と、筐体２５の内部に収納されたＤＣＤＣコンバータ４６と、を有し、ＰＣＵ５は、前後方向に沿ってラジエータ６と対向して配置されるとともに、左右方向に沿う低電圧バッテリを回避した位置で低電圧バッテリよりも後方に配置され、筐体２５のうち、左右方向に沿う低電圧バッテリ側の側壁部８２ｂ前側には、ＤＣＤＣコンバータ４６と低電圧バッテリとを接続する第１電力線を通すための第１貫通孔８６が設けられていることを特徴とする。
【解決手段】ＰＣＵ５は、筐体２５と、筐体２５の内部に収納されたＤＣＤＣコンバータ４６と、を有し、ＰＣＵ５は、前後方向に沿ってラジエータ６と対向して配置されるとともに、左右方向に沿う低電圧バッテリを回避した位置で低電圧バッテリよりも後方に配置され、筐体２５のうち、左右方向に沿う低電圧バッテリ側の側壁部８２ｂ前側には、ＤＣＤＣコンバータ４６と低電圧バッテリとを接続する第１電力線を通すための第１貫通孔８６が設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーコントロールユニットの保護構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車等において、車体前部に配置されたモータルーム内には、例えばモータと、モータの上方に配設されてモータの駆動を制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵという）と、モータ及びＰＣＵの前方に配設されたラジエータと、が収納されている。
【０００３】
このような車両においては、例えば前面衝突（以下、前突という）等した場合に、車体前部から入力される衝撃荷重によりラジエータ等の周辺部材がＰＣＵに向けて押し込まれることになる。
これに対して、例えば、特許文献１では、電気部品ユニットの下部に冷却手段を設け、この冷却手段の前端部を電気ユニットの前端部よりも前方に配置する構成が記載されている。この構成によれば、前突時に後方に向けて押し込まれた周辺部材が、電気部品ユニットよりも先に冷却手段に干渉することで、電気部品ユニットを保護できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰＣＵにおける筐体の前壁部には、ＰＣＵの内部に収納されたＤＣＤＣコンバータ等の高電圧デバイスと、ＰＣＵの周囲に配設された低電圧バッテリ等と、を接続する電力線をＰＣＵの内部から引き出す貫通孔が形成されているのが一般的である。
この場合、前壁部において、貫通孔の周辺部分は、他の部分（貫通孔の形成されていない部分）に比べて剛性が低い。そのため、前突時において周辺部材のうち高強度部分、例えばラジエータのうち冷媒配管が接続されるジョイント部等が、貫通孔の周辺部分に接触した場合には、貫通孔の周辺部分を起点にして筐体が損傷する等の虞がある。これに対して、筐体自体の剛性や強度を高めることが考えられるが、製造コストが高くなるとともに、重量が増加するという問題がある。
【０００６】
また、上述した特許文献１の構成では、貫通孔の位置等、具体的な構成については考慮されておらず、ＰＣＵを保護することに関して未だ改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、低コスト化及び軽量化を図った上で、ラジエータ等における高強度部品と貫通孔周辺の低剛性部分との接触を防ぎ、パワーコントロールユニットを保護できるパワーコントロールユニットの保護構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、車両（例えば、実施形態における電気自動車１）の弱電系電気部品の電源である低電圧バッテリ（例えば、実施形態における低電圧バッテリ７）と、ラジエータ（例えば、実施形態におけるラジエータ６）と、が収納された車両前方のモータルーム（例えば、実施形態におけるモータルーム３）内に設けられるパワーコントロールユニット（例えば、実施形態におけるＰＣＵ５）の保護構造において、前記パワーコントロールユニットは、筐体（例えば、実施形態における筐体２５）と、前記筐体の内部に収納されたＤＣＤＣコンバータ（例えば、実施形態におけるＤＣＤＣコンバータ４６）と、を有し、前記パワーコントロールユニットは、前記車両の前後方向に沿って前記ラジエータと対向して配置されるとともに、前記車両の幅方向に沿う前記低電圧バッテリを回避した位置で前記低電圧バッテリよりも後方に配置され、前記筐体のうち、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ側の側面前側には、前記ＤＣＤＣコンバータと前記低電圧バッテリとを接続する第１電力線（例えば、実施形態における電力線８８）を通すための第１貫通孔（例えば、実施形態における第１貫通孔８６）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明では、前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレーム（例えば、実施形態におけるユニット支持）を備え、前記ユニット支持フレームは、前記幅方向の外側から前記第１貫通孔を囲むように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明では、前記ユニット支持フレームは、前記幅方向から見て前記第１貫通孔と重なる位置で上下方向に沿って延在する第１保護部と、前記第１保護部から分岐して前記前後方向に沿って延在した後、前記幅方向に沿って延在する第２保護部と、を有していることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明では、前記低電圧バッテリ以外の他の電気部品に電力を供給するための第２電力線（例えば、実施形態における電力線８８）を有し、前記筐体の前記側面には、前記第２電力線を通す第２貫通孔（例えば、実施形態における第２貫通孔８７）が前記第１貫通孔に隣接して設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載した発明では、前記ＤＣＤＣコンバータは、前記筐体内において、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ寄りに配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明では、前記筐体は、高電圧デバイスが収納されたアッパケース（例えば、実施形態におけるアッパケース５１）及びロアケース（例えば、実施形態におけるロアケース５２）と、これら前記アッパケース及び前記ロアケースの間を仕切り、前記アッパケース及び前記ロアケースとの間で熱交換を行うヒートシンク筐体（例えば、実施形態におけるヒートシンク筐体５３）と、を備え、前記ヒートシンク筐体の下面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータが固定され、前記ヒートシンク筐体の上面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータ以外の他の前記高電圧デバイス（例えば、実施形態におけるＰＭ４５）が固定され、前記第１貫通孔は、前記側面において前記ロアケースに設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載した発明によれば、第１貫通孔を筐体の側面前側に設けることで、筐体の前面に貫通孔を形成する必要がない。そのため、パワーコントロールユニットの前方にラジエータジョイント等の高強度部品等が存在する場合に、前突等の衝突時において高強度部品が第１貫通孔周辺の低剛性部分に接触するのを防止できる。これにより、パワーコントロールユニット自体の剛性や強度を高くすることないので、低コスト化及び軽量化を図った上で、パワーコントロールユニットを保護できる。
また、低電圧バッテリをパワーコントロールユニットよりも前方に配置することで、メンテナンス時にアクセスし易くなる。
【００１５】
請求項２に記載した発明によれば、衝突時において、パワーコントロールユニットの周辺部材（例えば、低電圧バッテリ）が第１貫通孔に向けて押し込まれたとしても、第１貫通孔に向けた周辺部材の移動をユニット支持フレームにより規制できる。これにより、周辺部材が第１貫通孔に接触するのを確実に防止し、パワーコントロールユニットを保護できる。
【００１６】
請求項３に記載した発明によれば、第１貫通孔と重なるように第１保護部を配置することで、衝突時において、特に左右方向に沿う周辺部材のパワーコントロールユニットに向けた移動を規制できる。また、第１貫通孔の前方で第２保護部が延在しているため、特に前後方向に沿う周辺部材のパワーコントロールユニットに向けた移動を規制できる。
これにより、パワーコントロールユニットを保護できるとともに、第１貫通孔から引き出されている第１電力線が引っ張られて引き抜かれる等を抑制できる。
【００１７】
請求項４に記載した発明によれば、第２電力線を通す第２貫通孔が第１貫通孔に隣接して設けられているため、筐体の前面に低剛性部分が形成されるのを防ぐことができる。
【００１８】
請求項５に記載した発明によれば、第１電力線を引き出す第１貫通孔を、筐体のうち低電圧バッテリ寄りに配置することで、第１電力線を短縮できるため、モータルーム内のレイアウト性を向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載した発明によれば、ユニット支持フレームによりパワーコントロールユニットを下方から支持する構成を採用した場合に、ＤＣＤＣコンバータをヒートシンク筐体の下面側に固定することで、パワーコントロールユニットのうちロアケース側に貫通孔が形成されることになる。そのため、ユニット支持フレームにより貫通孔を保護し易いレイアウトとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態における電気自動車の前部側面を示す概略構成図である。
【図２】モータルーム内を示す平面図である。
【図３】モータルーム内を示す側面図である。
【図４】モータルーム内を示す正面図である。
【図５】ＰＣＵ及びユニット支持フレームの斜視図である。
【図６】ヒートシンク筐体を下方から見た斜視図である。
【図７】ロアケースを上方から見た斜視図である。
【図８】図５のＤ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（電気自動車）
図１は本実施形態における電気自動車の前部を側方から見た概略構成図である。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。
図１に示すように、本実施形態の電気自動車（車両）１において、車体２の前部にはモータルーム３が画成されている。モータルーム３内には、駆動源としてのモータ４と、モータ４の上方に配置されてモータ４の駆動を制御するＰＣＵ５と、モータ４及びＰＣＵ５の前方に配置されたラジエータ６と、ＰＣＵ５の周囲に配置された低電圧バッテリ７と、が主に収納されている。
【００２２】
なお、モータルーム３の後部には、図示しない車室内とモータルーム３内とを前後方向で区画するダッシュボード８が設けられている。このダッシュボード８は、ＰＣＵ５の後方において上下方向に沿って延在するダッシュボードロア９と、ダッシュボードロア９の上端部から前方に向かって連設されたダッシュボードアッパ１０と、を備えている。
【００２３】
モータ４は、円筒状に形成され、その回転軸を左右方向に向けた状態で、図示しない防振部材を介して車体２に弾性支持されている。
低電圧バッテリ７は、電気自動車１の弱電系電気部品である各種補機類を駆動するための電源であって、モータルーム３内の左側に配設されている。
【００２４】
図２はモータルーム内を示す平面図、図３は側面図、図４は正面図である。なお、各図においては、上述したモータ４及び後述する電力線８８を省略している。
図１〜４に示すように、ラジエータ６は、厚さ方向を前後方向とする矩形板状に形成され、ラジエータ６、モータ４及びＰＣＵ５の間を循環する冷媒と、走行風である外気と、の間で熱交換することにより、冷媒を冷却する。具体的に、ラジエータ６は、ラジエータコア１１と、ラジエータコア１１の上部及び下部にそれぞれ一体に取り付けられる上部タンク１２、及び下部タンク１３と、を備えている。なお、ラジエータ６の後方には、冷却ファン１４、及びラジエータ６の後方と冷却ファン１４との間を覆うファンシュラウド１５が設けられている。
【００２５】
図４に示すように、ラジエータ６の上部タンク１２における左側、具体的には前後方向から見てＰＣＵ５の後述するロアケース５２と重なる位置には、後方に向けて突出する入口ラジエータジョイント２１が形成されている。この入口ラジエータジョイント２１は、上部タンク１２の内外に連通して後方に向けて開口している。一方、ラジエータ６の下部タンク１３における右側には、後方に向けて突出する図示しない出口ラジエータジョイント２２が形成されている。この出口ラジエータジョイントは、下部タンク１３の内外に連通して後方に向けて開口している。
【００２６】
図２〜４に示すように、各ラジエータジョイント２１，２２には、弾性材料からなる冷媒配管２３が接続されている。この冷媒配管２３は、一端側が出口ラジエータジョイント２２に接続された後、ウォータポンプ（不図示）、ＰＣＵ５、及びモータ４に直列に接続され、他端側が入口ラジエータジョイント２１に接続されている。ラジエータ６を流通する冷媒は、ウォータポンプの駆動によって出口ラジエータジョイント２２から冷媒配管２３に供給される。なお、冷媒配管２３を流通する冷媒は、ＰＣＵ５の後述するウォータジャケット４７、モータ４の図示しないウォータジャケットに順に供給され、それぞれ熱交換が行われた後、入口ラジエータジョイント２１からラジエータ６内に戻される。
【００２７】
図５は、ＰＣＵ及びユニット支持フレームの斜視図である。
図３〜５に示すように、ＰＣＵ５は、例えば車室内の下方に配設された高電圧バッテリ（不図示）から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換し、変換した交流電力をモータ４に供給することでモータ４を駆動制御している。具体的に、ＰＣＵ５は、左右方向（車幅方向）を長手方向とした直方体形状に形成された筐体２５を備え、この筐体２５がユニット支持フレーム３１を介して車体２に支持されている。
【００２８】
（ユニット支持フレーム）
図２〜５に示すように、ユニット支持フレーム３１は、パイプ状の部材であり、上下方向から見てモータルーム３内の左右方向中央部において、ＰＣＵ５の全周を取り囲むように配設されている。具体的に、ユニット支持フレーム３１は、ＰＣＵ５に対して右側に配設された右サイド支持フレーム３２と、左側に配設された左サイド支持フレーム３３と、各サイド支持フレーム３２，３３の前端部同士を接合するフロント支持フレーム３４と、各サイド支持フレーム３２，３３の後端部同士を接合するリア支持フレーム３５と、を有している。
【００２９】
まず、フロント支持フレーム３４は、筐体２５の前方において、筐体２５の下部を左右方向に沿って延在しているとともに、その延在方向に沿う両端部には後方に向けて屈曲された屈曲部（第２保護部）３６が形成されている。
リア支持フレーム３５は、ＰＣＵ５における筐体２５の後方において、筐体２５の上部を左右方向に沿って延在しているとともに、その延在方向に沿う両端部が下方に向けて屈曲されている。リア支持フレーム３５は、左右方向に沿う複数箇所において、上述したダッシュボード８に締結されている。また、リア支持フレーム３５の延在方向に沿う両端部は、ユニット支持フレーム３１を車体２に固定するための脚部３７を構成している。なお、図中では脚部３７のうち、リア支持フレーム３５の左側の脚部３７のみ示している。
【００３０】
右サイド支持フレーム３２は、筐体２５の右側において、筐体２５の上下方向中間部分を前後方向に沿って延在している。また、右サイド支持フレーム３２のうち、前端部はフロント支持フレーム３４の右端部に接合される一方、後端部はリア支持フレーム３５の右端部に接合されている。
右サイド支持フレーム３２とフロント支持フレーム３４との接合部分からは、下方に向けて脚部３８が延在している。脚部３８は上端部から下端部に向かうに従い漸次ＰＣＵ５に対して外側（右側）に向けて延在し、脚部３８を介してユニット支持フレーム３１が車体２に固定されている。
【００３１】
左サイド支持フレーム３３は、ＰＣＵ５の左側において、前後方向に沿って延在する前後フレーム３９と、前後フレーム３９の前端部から下方に向けて連設された鉛直フレーム（第１保護部）４０と、を備えている。
【００３２】
前後フレーム３９は、筐体２５の左側において、筐体２５の上部を前後方向に沿って延在している。前後フレーム３９の後端部は、上述したリア支持フレーム３５の左端部のうち、上下方向に沿う中間部に接合されている。一方、前後フレーム３９の前端部は、前後方向において、ＰＣＵ５の後述するＰＣＵ側端子ボックス５６よりも前方に位置している。
【００３３】
鉛直フレーム４０は、前後フレーム３９の前端部から下方に向けて屈曲形成されて構成されている。また、鉛直フレーム４０の下部には、フロント支持フレーム３４の屈曲部３６が接合されている。また、鉛直フレーム４０の下端部は、ＰＣＵ５に対して左右方向の外側（左側）に向けて屈曲された脚部４１を構成し、この脚部４１を介してユニット支持フレーム３１が車体２に固定されている。
【００３４】
（ＰＣＵ）
図１，２に示すように、ＰＣＵ５は、上述した筐体２５がユニット支持フレーム３１の内側で支持されている。具体的に、ＰＣＵ５は、左右方向において上述した低電圧バッテリ７よりも右側（モータルーム３の内側）で、低電圧バッテリ７を左右方向に回避した位置に配置されるとともに、前後方向において低電圧バッテリ７よりも後方に配置されている。筐体２５内には、後述するパワーモジュール（以下、ＰＭという）４５や、高電圧バッテリからの電力を降圧させるＤＣＤＣコンバータ４６（図３参照）、外部電源からの電力をバッテリに蓄電可能とする充電用デバイス等の各種高電圧デバイスが収納されている。
【００３５】
図３〜５に示すように、筐体２５は、アッパケース５１と、アッパケース５１の下方に配置されたロアケース５２と、アッパケース５１及びロアケース５２の間を仕切るヒートシンク筐体５３と、を備え、上下方向に沿って三段に分割構成されている。
アッパケース５１は、アルミ材料等により構成され、上下方向に沿って開口する矩形枠型のものであり、その上端開口部がアッパカバー５４により覆われている。アッパケース５１内には、ＰＭ４５が収納されている。このＰＭ４５は、高電圧バッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータ、及びそれを制御する制御装置等を含んでいる。
【００３６】
また、アッパケース５１の周壁部５５のうち、左右方向の一方側（左側）に位置する側壁部５５ａには、左右方向の外側（左側）に向けて突出するＰＣＵ側端子ボックス５６が形成されている。このＰＣＵ側端子ボックス５６には、モータ４とＰＣＵ５とを各相ごとに接続する複数のモータハーネス５７が装着されている。
【００３７】
各モータハーネス５７は、側壁部５５ａに沿って前後方向に並んで配列されている。モータハーネス５７は、一端側がＰＣＵ側端子ボックス５６内に下方から装着され、ＰＣＵ側端子ボックス５６内において、図示しない複数のバスバーを介してＰＣＵ５内に電気的に接続されている。一方、各モータハーネス５７の他端側は、モータ４における図示しないモータ側端子ボックスに装着され、モータ側端子ボックス内において図示しない複数のバスバーを介してモータ４に電気的に接続されている。
【００３８】
また、各モータハーネス５７の延在方向に沿う中間部分は、第１ブラケット６１を介して左サイド支持フレーム３３に保持されている。この第１ブラケット６１は、前後フレーム３９の下方、かつ鉛直フレーム４０の後方に位置する部分において、モータハーネス５７の配列方向、すなわち前後方向に沿って延在する板状に形成され、モータハーネス５７をそれぞれ保持している。また、第１ブラケット６１は、一端側が鉛直フレーム４０に固定される一方、他端側が前後フレーム３９に固定されている。
【００３９】
また、ＰＣＵ側端子ボックス５６の上端部には、左側に向けて複数の取付片６２が突出している。これら取付片６２は、ＰＣＵ側端子ボックス５６における前後方向に沿って２箇所形成されており、これら取付片６２が前後フレーム３９に上方から固定されている。
【００４０】
図６は、ヒートシンク筐体を下方から見た斜視図である。
図５，６に示すように、ヒートシンク筐体５３は、アルミ材料のうち、アッパケース５１及びロアケース５２よりも剛性の高い材料により構成されている。ヒートシンク筐体５３は、平面視外形がアッパケース５１と同等の形状をなす矩形板状の仕切部６５（図６参照）を備え、アッパケース５１の下端開口部を閉塞するように設けられている。そして、仕切部６５の上面側には、上述したＰＭ４５が固定されている（図３参照）。
【００４１】
また、仕切部６５の外周縁には、仕切部６５の全周を取り囲む周壁部６６が下方に向けて垂下されている。周壁部６６は、その下端縁がロアケース５２の後述する天壁部６７（図７参照）に突き合わされた状態で固定されている。そして、ロアケース５２の天壁部６７と、ヒートシンク筐体５３の仕切部６５及び周壁部６６と、で囲まれた空間は、ラジエータ６から供給される冷媒が流通するウォータジャケット４７を構成している。すなわち、本実施形態では、各ケース５１，５２間にウォータジャケット４７が配置されており、アッパケース５１に収納される高電圧デバイス（例えば、ＰＭ４５等）や、ロアケース５２に収納される高電圧デバイス（例えば、ＤＣＤＣコンバータ４６等）で発生した熱は、ウォータジャケット４７に放熱されることで各高電圧デバイスが冷却される。
【００４２】
周壁部６６における右側縁部には、左右方向外側（右側）に向けて複数の取付片７１が突出している。これら取付片７１は、前後方向に沿って２箇所形成されており、これら取付片７１が右サイド支持フレーム３２に上方から固定されている。
【００４３】
周壁部６６の前縁部には、ウォータジャケット４７の内外を連通させる冷媒入口ポート７２、及び冷媒出口ポート７３が左右方向に間隔をあけて設けられている。冷媒入口ポート７２は、周壁部６６の前縁部のうち、左側に設けられている。具体的には、基端側が周壁部６６の内面からウォータジャケット４７内に向けて開口する一方、先端側は周壁部６６から下方に向けて延在した後、前方に向けて屈曲され、前方に向けて開口している。冷媒出口ポート７３は、上述した冷媒入口ポート７２と同様の構成からなり、ヒートシンク筐体５３の前縁部のうち、右側に設けられている。
【００４４】
冷媒入口ポート７２の先端側には、上述した冷媒配管２３が接続され、ウォータジャケット４７内と出口ラジエータジョイント２２との間が、上述したウォータポンプを介して連通している。また、冷媒出口ポート７３の先端側には、冷媒配管２３が接続され、ウォータジャケット４７内とモータ４のウォータジャケット内との間が連通している。
【００４５】
図７は、ロアケースを上方から見た斜視図である。
図５，７に示すように、ロアケース５２は、下方に向けて開放された有頂筒状とされ、アッパケース５１と同様の材料により、平面視外形がアッパケース５１と同等に形成されている。ロアケース５２の天壁部６７における外周部分には、上述したヒートシンク筐体５３の周壁部６６が固定されている。
【００４６】
ロアケース５２内には、上述した高電圧デバイスのうち、例えばＤＣＤＣコンバータ４６が収納されている。ＤＣＤＣコンバータ４６は、天壁部６７の下面における左側、すなわち低電圧バッテリ７側に固定されている。なお、ロアケース５２の下端開口部は、ロアカバー８１により覆われている。
【００４７】
また、ロアケース５２の周壁部８２における前壁部８２ａには、上述した冷媒入口ポート７２、及び冷媒出口ポート７３を収容する収容凹部８３がそれぞれ形成されている。具体的に、各収容凹部８３は、左右方向において冷媒入口ポート７２、及び冷媒出口ポート７３とそれぞれ重なる位置において、後方に向けて窪み形成されている。そして、冷媒入口ポート７２及び冷媒出口ポート７３は、収容凹部８３内で後方及び側方が囲まれた状態で前方に向けて開口している。
【００４８】
また、ロアケース５２の前壁部８２ａには、複数の取付片８４が前方に向けて突出している。これら取付片８４は、左右方向に沿って２箇所形成されており、これら取付片８４がフロント支持フレーム３４に上方から固定されている。
【００４９】
ここで、図３に示すように、ロアケース５２の周壁部８２のうち、左側（低電圧バッテリ７側）に位置する側壁部（側面）８２ｂには、側壁部８２ｂを左右方向に貫通する複数の貫通孔８６，８７（第１貫通孔８６及び第２貫通孔８７）が形成されている。これら貫通孔８６，８７は、側壁部８２ｂの前側において、前後方向に隣接して形成されている。この場合、上述した鉛直フレーム４０は、第１貫通孔８６と第２貫通孔８７との間、具体的には第１貫通孔８６の後端部と第２貫通孔８７の前端部と重なる位置に延在している。そして、鉛直フレーム４０のうち、各貫通孔８６，８７よりも下方に位置する部分において、フロント支持フレーム３４の屈曲部３６が接合されている。すなわち、鉛直フレーム４０は、各貫通孔８６，８７よりも下方に位置する部分において、屈曲部３６に分岐しており、これら鉛直フレーム４０及び屈曲部３６によって、第１貫通孔８６と第２貫通孔８７をＰＣＵ５の外側から囲んでいる。
【００５０】
図８は図５のＤ部拡大図である。
図５，７，８に示すように、貫通孔８６，８７には、ロアケース５２内のＤＣＤＣコンバータ４６と、上述した低電圧バッテリ７やその他の電気部品と、をそれぞれ接続する電力線８８（第１電力線８８ａ、及び第２電力線８８ｂ）がグロメット８９（図５参照）を介して挿入されている。
【００５１】
そして、上述した電力線８８は、一端側が貫通孔８６，８７を通してロアケース５２内に案内され、ロアケース５２内で上述したＤＣＤＣコンバータ４６に接続されている。一方、各電力線８８の他端側は、貫通孔８６，８７からそれぞれ下方に向けて引き出された後、上述した鉛直フレーム４０に設けられた第２ブラケット９０によりまとめて保持されている。その後、各電力線８８は、鉛直フレーム４０よりも後方において、上述した第１ブラケット６１を下方から回り込んだ後、上方に向けて引き回されている。そして、電力線８８のうち、第１電力線８８ａの他端側は前方に向けて引き回された後、上述した低電圧バッテリ７に接続されている。また、第２電力線８８ｂの他端側は、低電圧バッテリ７以外の他の電気部品（不図示）に接続されている。
【００５２】
図２〜５，８に示すように、ロアケース５２の前壁部８２ａのうち左側（前後方向から見て上述したラジエータ６の入口ラジエータジョイント２１と重なる位置）には、ロアケース５２を前方から覆うガードブラケット９１が設けられている。このガードブラケット９１は、例えば鉄等からなる板材であり、左右方向に沿って延在する下端連結部９２と、下端連結部９２の延在方向両端部からそれぞれ上方に向けて連設された一対の延在部９３と、を備え、前後方向から見てＵ字状に形成されている。
【００５３】
下端連結部９２は、その左右方向両端部における取付箇所９４がフロント支持フレーム３４に前方から取り付けられている。
各延在部９３は、下端部が上方に向かうに従い前方に向けて膨出した後、上端部が上方に向かうに従い後方に向けて傾斜しており、ロアケース５２を跨ぐように形成されている。そして、延在部９３の上端は、ヒートシンク筐体５３の周壁部６６に固定されている。
【００５４】
ここで、各延在部９３は、上述した冷媒入口ポート７２の左右方向両側に配置され、前後方向から見て冷媒入口ポート７２を左右方向に挟むように配置されている。したがって、冷媒入口ポート７２は、前後方向から見て各延在部９３間から露出するように配置されている。
また、左右方向において、下端連結部９２とフロント支持フレーム３４との各取付箇所９４の間には、上述したＰＣＵ５の取付片８４のうち、左側の取付片８４が配置されている。具体的に、取付片８４は、各延在部９３のうち、左側の延在部９３の後方に配置されており、左側の延在部９３が取付片８４を前方から覆うように配置されている。
【００５５】
このように、本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ４６と低電圧バッテリ７とを接続する電力線８８を通すための第１貫通孔８６を、ロアケース５２の側壁部８２ｂに設ける構成とした。
この構成によれば、第１貫通孔８６を側壁部８２ｂに設けることで、ＰＣＵ５の前面（例えば、前壁部８２ａ）に貫通孔を形成する必要がない。そのため、ＰＣＵ５の前方に入口ラジエータジョイント２１等の高強度部品等が存在する場合に、前突時において高強度部品が第１貫通孔８６周辺の低剛性部分に接触するのを防止できる。これにより、ＰＣＵ５自体の剛性を高くすることなく、ＰＣＵ５を保護できるため、低コスト化及び軽量化を図ることができる。
また、電力線８８を引き出す貫通孔８６，８７を、ＰＣＵ５のうち低電圧バッテリ７側の側面（側壁部８２ｂ）に設けることで、電力線８８を短縮できるため、モータルーム３内のレイアウト性を向上させることができる。
また、低電圧バッテリ７をＰＣＵ５よりも前方に配置することで、メンテナンス時にアクセスし易くなる。
【００５６】
さらに、ユニット支持フレーム３１の左サイド支持フレーム３３を、貫通孔８６，８７を外側から囲むように配置することで、衝突時において、ＰＣＵ５の周辺部材（例えば、低電圧バッテリ７）が貫通孔８６，８７に向けて押し込まれたとしても、貫通孔８６，８７に向けた周辺部材の移動を左サイド支持フレーム３３により規制できる。これにより、周辺部材が貫通孔８６，８７に接触するのを確実に防止し、ＰＣＵ５を保護できる。
この場合、貫通孔８６，８７と重なるように鉛直フレーム４０を配置することで、衝突時において、特に左右方向に沿う周辺部材のＰＣＵ５に向けた移動を規制できる。また、貫通孔８６，８７の前方でフロント支持フレーム３４の屈曲部３６が延在しているため、特に前後方向に沿う周辺部材のＰＣＵ５に向けた移動を規制できる。
これにより、ＰＣＵ５を保護できるとともに、貫通孔８６，８７から引き出されている電力線８８が引っ張られて引き抜かれる等を抑制できる。
【００５７】
また、他方の電力線８８を通す第２貫通孔８７が第１貫通孔８６に隣接して設けられているため、ＰＣＵ５の前面に低剛性部分が形成されるのを防ぐことができる。さらに、ユニット支持フレーム３１により第１貫通孔８６とともに第２貫通孔８７を保護できる。
【００５８】
しかも、ロアケース５２内において、ＤＣＤＣコンバータ４６を左側、すなわち低電圧バッテリ７側に配置することで、電力線８８を短縮できるため、ロアケース５２内でのレイアウト性を向上できる。
【００５９】
また、本実施形態のようにユニット支持フレーム３１によりＰＣＵ５を下方から支持する構成を採用した場合に、ＤＣＤＣコンバータ４６をヒートシンク筐体５３の下面側に固定することで、ＰＣＵ５のうちロアケース５２側に貫通孔８６，８７が形成されることになる。そのため、ユニット支持フレーム３１により貫通孔８６，８７を保護し易いレイアウトとすることができる。
【００６０】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、バッテリを電力源として駆動する電気自動車１に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず電力源を燃料電池とする燃料電池車両にも本発明を適用することが可能である。
また、モータルーム３内でのレイアウトや、ＰＣＵ５の構成等については適宜変更可能である。
上述した実施形態では、側壁部に貫通孔８６，８７を２箇所形成した場合について説明したが、貫通孔は１箇所や３箇所以上の複数であっても構わない。
【００６１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１…電気自動車（車両） ３…モータルーム ５…ＰＣＵ（パワーコントロールユニット） ６…ラジエータ ７…低電圧バッテリ ２５…筐体 ３１…ユニット支持フレーム ３６…屈曲部（第２保護部） ４０…鉛直フレーム（第１保護部） ４５…ＰＭ（他の高電圧デバイス） ４６…ＤＣＤＣコンバータ ５１…アッパケース ５２…ロアケース ５３…ヒートシンク筐体 ８２ｂ…側壁部（側面） ８６…第１貫通孔 ８７…第２貫通孔 ８８ａ…第１電力線 ８８ｂ…第２電力線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーコントロールユニットの保護構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車等において、車体前部に配置されたモータルーム内には、例えばモータと、モータの上方に配設されてモータの駆動を制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵという）と、モータ及びＰＣＵの前方に配設されたラジエータと、が収納されている。
【０００３】
このような車両においては、例えば前面衝突（以下、前突という）等した場合に、車体前部から入力される衝撃荷重によりラジエータ等の周辺部材がＰＣＵに向けて押し込まれることになる。
これに対して、例えば、特許文献１では、電気部品ユニットの下部に冷却手段を設け、この冷却手段の前端部を電気ユニットの前端部よりも前方に配置する構成が記載されている。この構成によれば、前突時に後方に向けて押し込まれた周辺部材が、電気部品ユニットよりも先に冷却手段に干渉することで、電気部品ユニットを保護できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰＣＵにおける筐体の前壁部には、ＰＣＵの内部に収納されたＤＣＤＣコンバータ等の高電圧デバイスと、ＰＣＵの周囲に配設された低電圧バッテリ等と、を接続する電力線をＰＣＵの内部から引き出す貫通孔が形成されているのが一般的である。
この場合、前壁部において、貫通孔の周辺部分は、他の部分（貫通孔の形成されていない部分）に比べて剛性が低い。そのため、前突時において周辺部材のうち高強度部分、例えばラジエータのうち冷媒配管が接続されるジョイント部等が、貫通孔の周辺部分に接触した場合には、貫通孔の周辺部分を起点にして筐体が損傷する等の虞がある。これに対して、筐体自体の剛性や強度を高めることが考えられるが、製造コストが高くなるとともに、重量が増加するという問題がある。
【０００６】
また、上述した特許文献１の構成では、貫通孔の位置等、具体的な構成については考慮されておらず、ＰＣＵを保護することに関して未だ改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、低コスト化及び軽量化を図った上で、ラジエータ等における高強度部品と貫通孔周辺の低剛性部分との接触を防ぎ、パワーコントロールユニットを保護できるパワーコントロールユニットの保護構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、車両（例えば、実施形態における電気自動車１）の弱電系電気部品の電源である低電圧バッテリ（例えば、実施形態における低電圧バッテリ７）と、ラジエータ（例えば、実施形態におけるラジエータ６）と、が収納された車両前方のモータルーム（例えば、実施形態におけるモータルーム３）内に設けられるパワーコントロールユニット（例えば、実施形態におけるＰＣＵ５）の保護構造において、前記パワーコントロールユニットは、筐体（例えば、実施形態における筐体２５）と、前記筐体の内部に収納されたＤＣＤＣコンバータ（例えば、実施形態におけるＤＣＤＣコンバータ４６）と、を有し、前記パワーコントロールユニットは、前記車両の前後方向に沿って前記ラジエータと対向して配置されるとともに、前記車両の幅方向に沿う前記低電圧バッテリを回避した位置で前記低電圧バッテリよりも後方に配置され、前記筐体のうち、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ側の側面前側には、前記ＤＣＤＣコンバータと前記低電圧バッテリとを接続する第１電力線（例えば、実施形態における電力線８８）を通すための第１貫通孔（例えば、実施形態における第１貫通孔８６）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明では、前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレーム（例えば、実施形態におけるユニット支持）を備え、前記ユニット支持フレームは、前記幅方向の外側から前記第１貫通孔を囲むように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明では、前記ユニット支持フレームは、前記幅方向から見て前記第１貫通孔と重なる位置で上下方向に沿って延在する第１保護部と、前記第１保護部から分岐して前記前後方向に沿って延在した後、前記幅方向に沿って延在する第２保護部と、を有していることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明では、前記低電圧バッテリ以外の他の電気部品に電力を供給するための第２電力線（例えば、実施形態における電力線８８）を有し、前記筐体の前記側面には、前記第２電力線を通す第２貫通孔（例えば、実施形態における第２貫通孔８７）が前記第１貫通孔に隣接して設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載した発明では、前記ＤＣＤＣコンバータは、前記筐体内において、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ寄りに配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明では、前記筐体は、高電圧デバイスが収納されたアッパケース（例えば、実施形態におけるアッパケース５１）及びロアケース（例えば、実施形態におけるロアケース５２）と、これら前記アッパケース及び前記ロアケースの間を仕切り、前記アッパケース及び前記ロアケースとの間で熱交換を行うヒートシンク筐体（例えば、実施形態におけるヒートシンク筐体５３）と、を備え、前記ヒートシンク筐体の下面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータが固定され、前記ヒートシンク筐体の上面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータ以外の他の前記高電圧デバイス（例えば、実施形態におけるＰＭ４５）が固定され、前記第１貫通孔は、前記側面において前記ロアケースに設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載した発明によれば、第１貫通孔を筐体の側面前側に設けることで、筐体の前面に貫通孔を形成する必要がない。そのため、パワーコントロールユニットの前方にラジエータジョイント等の高強度部品等が存在する場合に、前突等の衝突時において高強度部品が第１貫通孔周辺の低剛性部分に接触するのを防止できる。これにより、パワーコントロールユニット自体の剛性や強度を高くすることないので、低コスト化及び軽量化を図った上で、パワーコントロールユニットを保護できる。
また、低電圧バッテリをパワーコントロールユニットよりも前方に配置することで、メンテナンス時にアクセスし易くなる。
【００１５】
請求項２に記載した発明によれば、衝突時において、パワーコントロールユニットの周辺部材（例えば、低電圧バッテリ）が第１貫通孔に向けて押し込まれたとしても、第１貫通孔に向けた周辺部材の移動をユニット支持フレームにより規制できる。これにより、周辺部材が第１貫通孔に接触するのを確実に防止し、パワーコントロールユニットを保護できる。
【００１６】
請求項３に記載した発明によれば、第１貫通孔と重なるように第１保護部を配置することで、衝突時において、特に左右方向に沿う周辺部材のパワーコントロールユニットに向けた移動を規制できる。また、第１貫通孔の前方で第２保護部が延在しているため、特に前後方向に沿う周辺部材のパワーコントロールユニットに向けた移動を規制できる。
これにより、パワーコントロールユニットを保護できるとともに、第１貫通孔から引き出されている第１電力線が引っ張られて引き抜かれる等を抑制できる。
【００１７】
請求項４に記載した発明によれば、第２電力線を通す第２貫通孔が第１貫通孔に隣接して設けられているため、筐体の前面に低剛性部分が形成されるのを防ぐことができる。
【００１８】
請求項５に記載した発明によれば、第１電力線を引き出す第１貫通孔を、筐体のうち低電圧バッテリ寄りに配置することで、第１電力線を短縮できるため、モータルーム内のレイアウト性を向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載した発明によれば、ユニット支持フレームによりパワーコントロールユニットを下方から支持する構成を採用した場合に、ＤＣＤＣコンバータをヒートシンク筐体の下面側に固定することで、パワーコントロールユニットのうちロアケース側に貫通孔が形成されることになる。そのため、ユニット支持フレームにより貫通孔を保護し易いレイアウトとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態における電気自動車の前部側面を示す概略構成図である。
【図２】モータルーム内を示す平面図である。
【図３】モータルーム内を示す側面図である。
【図４】モータルーム内を示す正面図である。
【図５】ＰＣＵ及びユニット支持フレームの斜視図である。
【図６】ヒートシンク筐体を下方から見た斜視図である。
【図７】ロアケースを上方から見た斜視図である。
【図８】図５のＤ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（電気自動車）
図１は本実施形態における電気自動車の前部を側方から見た概略構成図である。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。
図１に示すように、本実施形態の電気自動車（車両）１において、車体２の前部にはモータルーム３が画成されている。モータルーム３内には、駆動源としてのモータ４と、モータ４の上方に配置されてモータ４の駆動を制御するＰＣＵ５と、モータ４及びＰＣＵ５の前方に配置されたラジエータ６と、ＰＣＵ５の周囲に配置された低電圧バッテリ７と、が主に収納されている。
【００２２】
なお、モータルーム３の後部には、図示しない車室内とモータルーム３内とを前後方向で区画するダッシュボード８が設けられている。このダッシュボード８は、ＰＣＵ５の後方において上下方向に沿って延在するダッシュボードロア９と、ダッシュボードロア９の上端部から前方に向かって連設されたダッシュボードアッパ１０と、を備えている。
【００２３】
モータ４は、円筒状に形成され、その回転軸を左右方向に向けた状態で、図示しない防振部材を介して車体２に弾性支持されている。
低電圧バッテリ７は、電気自動車１の弱電系電気部品である各種補機類を駆動するための電源であって、モータルーム３内の左側に配設されている。
【００２４】
図２はモータルーム内を示す平面図、図３は側面図、図４は正面図である。なお、各図においては、上述したモータ４及び後述する電力線８８を省略している。
図１〜４に示すように、ラジエータ６は、厚さ方向を前後方向とする矩形板状に形成され、ラジエータ６、モータ４及びＰＣＵ５の間を循環する冷媒と、走行風である外気と、の間で熱交換することにより、冷媒を冷却する。具体的に、ラジエータ６は、ラジエータコア１１と、ラジエータコア１１の上部及び下部にそれぞれ一体に取り付けられる上部タンク１２、及び下部タンク１３と、を備えている。なお、ラジエータ６の後方には、冷却ファン１４、及びラジエータ６の後方と冷却ファン１４との間を覆うファンシュラウド１５が設けられている。
【００２５】
図４に示すように、ラジエータ６の上部タンク１２における左側、具体的には前後方向から見てＰＣＵ５の後述するロアケース５２と重なる位置には、後方に向けて突出する入口ラジエータジョイント２１が形成されている。この入口ラジエータジョイント２１は、上部タンク１２の内外に連通して後方に向けて開口している。一方、ラジエータ６の下部タンク１３における右側には、後方に向けて突出する図示しない出口ラジエータジョイント２２が形成されている。この出口ラジエータジョイントは、下部タンク１３の内外に連通して後方に向けて開口している。
【００２６】
図２〜４に示すように、各ラジエータジョイント２１，２２には、弾性材料からなる冷媒配管２３が接続されている。この冷媒配管２３は、一端側が出口ラジエータジョイント２２に接続された後、ウォータポンプ（不図示）、ＰＣＵ５、及びモータ４に直列に接続され、他端側が入口ラジエータジョイント２１に接続されている。ラジエータ６を流通する冷媒は、ウォータポンプの駆動によって出口ラジエータジョイント２２から冷媒配管２３に供給される。なお、冷媒配管２３を流通する冷媒は、ＰＣＵ５の後述するウォータジャケット４７、モータ４の図示しないウォータジャケットに順に供給され、それぞれ熱交換が行われた後、入口ラジエータジョイント２１からラジエータ６内に戻される。
【００２７】
図５は、ＰＣＵ及びユニット支持フレームの斜視図である。
図３〜５に示すように、ＰＣＵ５は、例えば車室内の下方に配設された高電圧バッテリ（不図示）から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換し、変換した交流電力をモータ４に供給することでモータ４を駆動制御している。具体的に、ＰＣＵ５は、左右方向（車幅方向）を長手方向とした直方体形状に形成された筐体２５を備え、この筐体２５がユニット支持フレーム３１を介して車体２に支持されている。
【００２８】
（ユニット支持フレーム）
図２〜５に示すように、ユニット支持フレーム３１は、パイプ状の部材であり、上下方向から見てモータルーム３内の左右方向中央部において、ＰＣＵ５の全周を取り囲むように配設されている。具体的に、ユニット支持フレーム３１は、ＰＣＵ５に対して右側に配設された右サイド支持フレーム３２と、左側に配設された左サイド支持フレーム３３と、各サイド支持フレーム３２，３３の前端部同士を接合するフロント支持フレーム３４と、各サイド支持フレーム３２，３３の後端部同士を接合するリア支持フレーム３５と、を有している。
【００２９】
まず、フロント支持フレーム３４は、筐体２５の前方において、筐体２５の下部を左右方向に沿って延在しているとともに、その延在方向に沿う両端部には後方に向けて屈曲された屈曲部（第２保護部）３６が形成されている。
リア支持フレーム３５は、ＰＣＵ５における筐体２５の後方において、筐体２５の上部を左右方向に沿って延在しているとともに、その延在方向に沿う両端部が下方に向けて屈曲されている。リア支持フレーム３５は、左右方向に沿う複数箇所において、上述したダッシュボード８に締結されている。また、リア支持フレーム３５の延在方向に沿う両端部は、ユニット支持フレーム３１を車体２に固定するための脚部３７を構成している。なお、図中では脚部３７のうち、リア支持フレーム３５の左側の脚部３７のみ示している。
【００３０】
右サイド支持フレーム３２は、筐体２５の右側において、筐体２５の上下方向中間部分を前後方向に沿って延在している。また、右サイド支持フレーム３２のうち、前端部はフロント支持フレーム３４の右端部に接合される一方、後端部はリア支持フレーム３５の右端部に接合されている。
右サイド支持フレーム３２とフロント支持フレーム３４との接合部分からは、下方に向けて脚部３８が延在している。脚部３８は上端部から下端部に向かうに従い漸次ＰＣＵ５に対して外側（右側）に向けて延在し、脚部３８を介してユニット支持フレーム３１が車体２に固定されている。
【００３１】
左サイド支持フレーム３３は、ＰＣＵ５の左側において、前後方向に沿って延在する前後フレーム３９と、前後フレーム３９の前端部から下方に向けて連設された鉛直フレーム（第１保護部）４０と、を備えている。
【００３２】
前後フレーム３９は、筐体２５の左側において、筐体２５の上部を前後方向に沿って延在している。前後フレーム３９の後端部は、上述したリア支持フレーム３５の左端部のうち、上下方向に沿う中間部に接合されている。一方、前後フレーム３９の前端部は、前後方向において、ＰＣＵ５の後述するＰＣＵ側端子ボックス５６よりも前方に位置している。
【００３３】
鉛直フレーム４０は、前後フレーム３９の前端部から下方に向けて屈曲形成されて構成されている。また、鉛直フレーム４０の下部には、フロント支持フレーム３４の屈曲部３６が接合されている。また、鉛直フレーム４０の下端部は、ＰＣＵ５に対して左右方向の外側（左側）に向けて屈曲された脚部４１を構成し、この脚部４１を介してユニット支持フレーム３１が車体２に固定されている。
【００３４】
（ＰＣＵ）
図１，２に示すように、ＰＣＵ５は、上述した筐体２５がユニット支持フレーム３１の内側で支持されている。具体的に、ＰＣＵ５は、左右方向において上述した低電圧バッテリ７よりも右側（モータルーム３の内側）で、低電圧バッテリ７を左右方向に回避した位置に配置されるとともに、前後方向において低電圧バッテリ７よりも後方に配置されている。筐体２５内には、後述するパワーモジュール（以下、ＰＭという）４５や、高電圧バッテリからの電力を降圧させるＤＣＤＣコンバータ４６（図３参照）、外部電源からの電力をバッテリに蓄電可能とする充電用デバイス等の各種高電圧デバイスが収納されている。
【００３５】
図３〜５に示すように、筐体２５は、アッパケース５１と、アッパケース５１の下方に配置されたロアケース５２と、アッパケース５１及びロアケース５２の間を仕切るヒートシンク筐体５３と、を備え、上下方向に沿って三段に分割構成されている。
アッパケース５１は、アルミ材料等により構成され、上下方向に沿って開口する矩形枠型のものであり、その上端開口部がアッパカバー５４により覆われている。アッパケース５１内には、ＰＭ４５が収納されている。このＰＭ４５は、高電圧バッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータ、及びそれを制御する制御装置等を含んでいる。
【００３６】
また、アッパケース５１の周壁部５５のうち、左右方向の一方側（左側）に位置する側壁部５５ａには、左右方向の外側（左側）に向けて突出するＰＣＵ側端子ボックス５６が形成されている。このＰＣＵ側端子ボックス５６には、モータ４とＰＣＵ５とを各相ごとに接続する複数のモータハーネス５７が装着されている。
【００３７】
各モータハーネス５７は、側壁部５５ａに沿って前後方向に並んで配列されている。モータハーネス５７は、一端側がＰＣＵ側端子ボックス５６内に下方から装着され、ＰＣＵ側端子ボックス５６内において、図示しない複数のバスバーを介してＰＣＵ５内に電気的に接続されている。一方、各モータハーネス５７の他端側は、モータ４における図示しないモータ側端子ボックスに装着され、モータ側端子ボックス内において図示しない複数のバスバーを介してモータ４に電気的に接続されている。
【００３８】
また、各モータハーネス５７の延在方向に沿う中間部分は、第１ブラケット６１を介して左サイド支持フレーム３３に保持されている。この第１ブラケット６１は、前後フレーム３９の下方、かつ鉛直フレーム４０の後方に位置する部分において、モータハーネス５７の配列方向、すなわち前後方向に沿って延在する板状に形成され、モータハーネス５７をそれぞれ保持している。また、第１ブラケット６１は、一端側が鉛直フレーム４０に固定される一方、他端側が前後フレーム３９に固定されている。
【００３９】
また、ＰＣＵ側端子ボックス５６の上端部には、左側に向けて複数の取付片６２が突出している。これら取付片６２は、ＰＣＵ側端子ボックス５６における前後方向に沿って２箇所形成されており、これら取付片６２が前後フレーム３９に上方から固定されている。
【００４０】
図６は、ヒートシンク筐体を下方から見た斜視図である。
図５，６に示すように、ヒートシンク筐体５３は、アルミ材料のうち、アッパケース５１及びロアケース５２よりも剛性の高い材料により構成されている。ヒートシンク筐体５３は、平面視外形がアッパケース５１と同等の形状をなす矩形板状の仕切部６５（図６参照）を備え、アッパケース５１の下端開口部を閉塞するように設けられている。そして、仕切部６５の上面側には、上述したＰＭ４５が固定されている（図３参照）。
【００４１】
また、仕切部６５の外周縁には、仕切部６５の全周を取り囲む周壁部６６が下方に向けて垂下されている。周壁部６６は、その下端縁がロアケース５２の後述する天壁部６７（図７参照）に突き合わされた状態で固定されている。そして、ロアケース５２の天壁部６７と、ヒートシンク筐体５３の仕切部６５及び周壁部６６と、で囲まれた空間は、ラジエータ６から供給される冷媒が流通するウォータジャケット４７を構成している。すなわち、本実施形態では、各ケース５１，５２間にウォータジャケット４７が配置されており、アッパケース５１に収納される高電圧デバイス（例えば、ＰＭ４５等）や、ロアケース５２に収納される高電圧デバイス（例えば、ＤＣＤＣコンバータ４６等）で発生した熱は、ウォータジャケット４７に放熱されることで各高電圧デバイスが冷却される。
【００４２】
周壁部６６における右側縁部には、左右方向外側（右側）に向けて複数の取付片７１が突出している。これら取付片７１は、前後方向に沿って２箇所形成されており、これら取付片７１が右サイド支持フレーム３２に上方から固定されている。
【００４３】
周壁部６６の前縁部には、ウォータジャケット４７の内外を連通させる冷媒入口ポート７２、及び冷媒出口ポート７３が左右方向に間隔をあけて設けられている。冷媒入口ポート７２は、周壁部６６の前縁部のうち、左側に設けられている。具体的には、基端側が周壁部６６の内面からウォータジャケット４７内に向けて開口する一方、先端側は周壁部６６から下方に向けて延在した後、前方に向けて屈曲され、前方に向けて開口している。冷媒出口ポート７３は、上述した冷媒入口ポート７２と同様の構成からなり、ヒートシンク筐体５３の前縁部のうち、右側に設けられている。
【００４４】
冷媒入口ポート７２の先端側には、上述した冷媒配管２３が接続され、ウォータジャケット４７内と出口ラジエータジョイント２２との間が、上述したウォータポンプを介して連通している。また、冷媒出口ポート７３の先端側には、冷媒配管２３が接続され、ウォータジャケット４７内とモータ４のウォータジャケット内との間が連通している。
【００４５】
図７は、ロアケースを上方から見た斜視図である。
図５，７に示すように、ロアケース５２は、下方に向けて開放された有頂筒状とされ、アッパケース５１と同様の材料により、平面視外形がアッパケース５１と同等に形成されている。ロアケース５２の天壁部６７における外周部分には、上述したヒートシンク筐体５３の周壁部６６が固定されている。
【００４６】
ロアケース５２内には、上述した高電圧デバイスのうち、例えばＤＣＤＣコンバータ４６が収納されている。ＤＣＤＣコンバータ４６は、天壁部６７の下面における左側、すなわち低電圧バッテリ７側に固定されている。なお、ロアケース５２の下端開口部は、ロアカバー８１により覆われている。
【００４７】
また、ロアケース５２の周壁部８２における前壁部８２ａには、上述した冷媒入口ポート７２、及び冷媒出口ポート７３を収容する収容凹部８３がそれぞれ形成されている。具体的に、各収容凹部８３は、左右方向において冷媒入口ポート７２、及び冷媒出口ポート７３とそれぞれ重なる位置において、後方に向けて窪み形成されている。そして、冷媒入口ポート７２及び冷媒出口ポート７３は、収容凹部８３内で後方及び側方が囲まれた状態で前方に向けて開口している。
【００４８】
また、ロアケース５２の前壁部８２ａには、複数の取付片８４が前方に向けて突出している。これら取付片８４は、左右方向に沿って２箇所形成されており、これら取付片８４がフロント支持フレーム３４に上方から固定されている。
【００４９】
ここで、図３に示すように、ロアケース５２の周壁部８２のうち、左側（低電圧バッテリ７側）に位置する側壁部（側面）８２ｂには、側壁部８２ｂを左右方向に貫通する複数の貫通孔８６，８７（第１貫通孔８６及び第２貫通孔８７）が形成されている。これら貫通孔８６，８７は、側壁部８２ｂの前側において、前後方向に隣接して形成されている。この場合、上述した鉛直フレーム４０は、第１貫通孔８６と第２貫通孔８７との間、具体的には第１貫通孔８６の後端部と第２貫通孔８７の前端部と重なる位置に延在している。そして、鉛直フレーム４０のうち、各貫通孔８６，８７よりも下方に位置する部分において、フロント支持フレーム３４の屈曲部３６が接合されている。すなわち、鉛直フレーム４０は、各貫通孔８６，８７よりも下方に位置する部分において、屈曲部３６に分岐しており、これら鉛直フレーム４０及び屈曲部３６によって、第１貫通孔８６と第２貫通孔８７をＰＣＵ５の外側から囲んでいる。
【００５０】
図８は図５のＤ部拡大図である。
図５，７，８に示すように、貫通孔８６，８７には、ロアケース５２内のＤＣＤＣコンバータ４６と、上述した低電圧バッテリ７やその他の電気部品と、をそれぞれ接続する電力線８８（第１電力線８８ａ、及び第２電力線８８ｂ）がグロメット８９（図５参照）を介して挿入されている。
【００５１】
そして、上述した電力線８８は、一端側が貫通孔８６，８７を通してロアケース５２内に案内され、ロアケース５２内で上述したＤＣＤＣコンバータ４６に接続されている。一方、各電力線８８の他端側は、貫通孔８６，８７からそれぞれ下方に向けて引き出された後、上述した鉛直フレーム４０に設けられた第２ブラケット９０によりまとめて保持されている。その後、各電力線８８は、鉛直フレーム４０よりも後方において、上述した第１ブラケット６１を下方から回り込んだ後、上方に向けて引き回されている。そして、電力線８８のうち、第１電力線８８ａの他端側は前方に向けて引き回された後、上述した低電圧バッテリ７に接続されている。また、第２電力線８８ｂの他端側は、低電圧バッテリ７以外の他の電気部品（不図示）に接続されている。
【００５２】
図２〜５，８に示すように、ロアケース５２の前壁部８２ａのうち左側（前後方向から見て上述したラジエータ６の入口ラジエータジョイント２１と重なる位置）には、ロアケース５２を前方から覆うガードブラケット９１が設けられている。このガードブラケット９１は、例えば鉄等からなる板材であり、左右方向に沿って延在する下端連結部９２と、下端連結部９２の延在方向両端部からそれぞれ上方に向けて連設された一対の延在部９３と、を備え、前後方向から見てＵ字状に形成されている。
【００５３】
下端連結部９２は、その左右方向両端部における取付箇所９４がフロント支持フレーム３４に前方から取り付けられている。
各延在部９３は、下端部が上方に向かうに従い前方に向けて膨出した後、上端部が上方に向かうに従い後方に向けて傾斜しており、ロアケース５２を跨ぐように形成されている。そして、延在部９３の上端は、ヒートシンク筐体５３の周壁部６６に固定されている。
【００５４】
ここで、各延在部９３は、上述した冷媒入口ポート７２の左右方向両側に配置され、前後方向から見て冷媒入口ポート７２を左右方向に挟むように配置されている。したがって、冷媒入口ポート７２は、前後方向から見て各延在部９３間から露出するように配置されている。
また、左右方向において、下端連結部９２とフロント支持フレーム３４との各取付箇所９４の間には、上述したＰＣＵ５の取付片８４のうち、左側の取付片８４が配置されている。具体的に、取付片８４は、各延在部９３のうち、左側の延在部９３の後方に配置されており、左側の延在部９３が取付片８４を前方から覆うように配置されている。
【００５５】
このように、本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ４６と低電圧バッテリ７とを接続する電力線８８を通すための第１貫通孔８６を、ロアケース５２の側壁部８２ｂに設ける構成とした。
この構成によれば、第１貫通孔８６を側壁部８２ｂに設けることで、ＰＣＵ５の前面（例えば、前壁部８２ａ）に貫通孔を形成する必要がない。そのため、ＰＣＵ５の前方に入口ラジエータジョイント２１等の高強度部品等が存在する場合に、前突時において高強度部品が第１貫通孔８６周辺の低剛性部分に接触するのを防止できる。これにより、ＰＣＵ５自体の剛性を高くすることなく、ＰＣＵ５を保護できるため、低コスト化及び軽量化を図ることができる。
また、電力線８８を引き出す貫通孔８６，８７を、ＰＣＵ５のうち低電圧バッテリ７側の側面（側壁部８２ｂ）に設けることで、電力線８８を短縮できるため、モータルーム３内のレイアウト性を向上させることができる。
また、低電圧バッテリ７をＰＣＵ５よりも前方に配置することで、メンテナンス時にアクセスし易くなる。
【００５６】
さらに、ユニット支持フレーム３１の左サイド支持フレーム３３を、貫通孔８６，８７を外側から囲むように配置することで、衝突時において、ＰＣＵ５の周辺部材（例えば、低電圧バッテリ７）が貫通孔８６，８７に向けて押し込まれたとしても、貫通孔８６，８７に向けた周辺部材の移動を左サイド支持フレーム３３により規制できる。これにより、周辺部材が貫通孔８６，８７に接触するのを確実に防止し、ＰＣＵ５を保護できる。
この場合、貫通孔８６，８７と重なるように鉛直フレーム４０を配置することで、衝突時において、特に左右方向に沿う周辺部材のＰＣＵ５に向けた移動を規制できる。また、貫通孔８６，８７の前方でフロント支持フレーム３４の屈曲部３６が延在しているため、特に前後方向に沿う周辺部材のＰＣＵ５に向けた移動を規制できる。
これにより、ＰＣＵ５を保護できるとともに、貫通孔８６，８７から引き出されている電力線８８が引っ張られて引き抜かれる等を抑制できる。
【００５７】
また、他方の電力線８８を通す第２貫通孔８７が第１貫通孔８６に隣接して設けられているため、ＰＣＵ５の前面に低剛性部分が形成されるのを防ぐことができる。さらに、ユニット支持フレーム３１により第１貫通孔８６とともに第２貫通孔８７を保護できる。
【００５８】
しかも、ロアケース５２内において、ＤＣＤＣコンバータ４６を左側、すなわち低電圧バッテリ７側に配置することで、電力線８８を短縮できるため、ロアケース５２内でのレイアウト性を向上できる。
【００５９】
また、本実施形態のようにユニット支持フレーム３１によりＰＣＵ５を下方から支持する構成を採用した場合に、ＤＣＤＣコンバータ４６をヒートシンク筐体５３の下面側に固定することで、ＰＣＵ５のうちロアケース５２側に貫通孔８６，８７が形成されることになる。そのため、ユニット支持フレーム３１により貫通孔８６，８７を保護し易いレイアウトとすることができる。
【００６０】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、バッテリを電力源として駆動する電気自動車１に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず電力源を燃料電池とする燃料電池車両にも本発明を適用することが可能である。
また、モータルーム３内でのレイアウトや、ＰＣＵ５の構成等については適宜変更可能である。
上述した実施形態では、側壁部に貫通孔８６，８７を２箇所形成した場合について説明したが、貫通孔は１箇所や３箇所以上の複数であっても構わない。
【００６１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１…電気自動車（車両） ３…モータルーム ５…ＰＣＵ（パワーコントロールユニット） ６…ラジエータ ７…低電圧バッテリ ２５…筐体 ３１…ユニット支持フレーム ３６…屈曲部（第２保護部） ４０…鉛直フレーム（第１保護部） ４５…ＰＭ（他の高電圧デバイス） ４６…ＤＣＤＣコンバータ ５１…アッパケース ５２…ロアケース ５３…ヒートシンク筐体 ８２ｂ…側壁部（側面） ８６…第１貫通孔 ８７…第２貫通孔 ８８ａ…第１電力線 ８８ｂ…第２電力線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の弱電系電気部品の電源である低電圧バッテリと、ラジエータと、が収納された車両前方のモータルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの保護構造において、
前記パワーコントロールユニットは、筐体と、
前記筐体の内部に収納されたＤＣＤＣコンバータと、を有し、
前記パワーコントロールユニットは、前記車両の前後方向に沿って前記ラジエータと対向して配置されるとともに、前記車両の幅方向に沿う前記低電圧バッテリを回避した位置で前記低電圧バッテリよりも後方に配置され、
前記筐体のうち、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ側の側面前側には、前記ＤＣＤＣコンバータと前記低電圧バッテリとを接続する第１電力線を通すための第１貫通孔が設けられていることを特徴とするパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項２】
前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームを備え、
前記ユニット支持フレームは、前記幅方向の外側から前記第１貫通孔を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項３】
前記ユニット支持フレームは、前記幅方向から見て前記第１貫通孔と重なる位置で上下方向に沿って延在する第１保護部と、
前記第１保護部から分岐して前記前後方向に沿って延在した後、前記幅方向に沿って延在する第２保護部と、を有していることを特徴とする請求項２記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項４】
前記低電圧バッテリ以外の他の電気部品に電力を供給するための第２電力線を有し、
前記筐体の前記側面には、前記第２電力線を通す第２貫通孔が前記第１貫通孔に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項５】
前記ＤＣＤＣコンバータは、前記筐体内において、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ寄りに配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項６】
前記筐体は、高電圧デバイスが収納されたアッパケース及びロアケースと、これら前記アッパケース及び前記ロアケースの間を仕切り、前記アッパケース及び前記ロアケースとの間で熱交換を行うヒートシンク筐体と、を備え、
前記ヒートシンク筐体の下面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータが固定され、
前記ヒートシンク筐体の上面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータ以外の他の前記高電圧デバイスが固定され、
前記第１貫通孔は、前記側面において前記ロアケースに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項１】
車両の弱電系電気部品の電源である低電圧バッテリと、ラジエータと、が収納された車両前方のモータルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの保護構造において、
前記パワーコントロールユニットは、筐体と、
前記筐体の内部に収納されたＤＣＤＣコンバータと、を有し、
前記パワーコントロールユニットは、前記車両の前後方向に沿って前記ラジエータと対向して配置されるとともに、前記車両の幅方向に沿う前記低電圧バッテリを回避した位置で前記低電圧バッテリよりも後方に配置され、
前記筐体のうち、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ側の側面前側には、前記ＤＣＤＣコンバータと前記低電圧バッテリとを接続する第１電力線を通すための第１貫通孔が設けられていることを特徴とするパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項２】
前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームを備え、
前記ユニット支持フレームは、前記幅方向の外側から前記第１貫通孔を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項３】
前記ユニット支持フレームは、前記幅方向から見て前記第１貫通孔と重なる位置で上下方向に沿って延在する第１保護部と、
前記第１保護部から分岐して前記前後方向に沿って延在した後、前記幅方向に沿って延在する第２保護部と、を有していることを特徴とする請求項２記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項４】
前記低電圧バッテリ以外の他の電気部品に電力を供給するための第２電力線を有し、
前記筐体の前記側面には、前記第２電力線を通す第２貫通孔が前記第１貫通孔に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項５】
前記ＤＣＤＣコンバータは、前記筐体内において、前記幅方向に沿う前記低電圧バッテリ寄りに配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項６】
前記筐体は、高電圧デバイスが収納されたアッパケース及びロアケースと、これら前記アッパケース及び前記ロアケースの間を仕切り、前記アッパケース及び前記ロアケースとの間で熱交換を行うヒートシンク筐体と、を備え、
前記ヒートシンク筐体の下面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータが固定され、
前記ヒートシンク筐体の上面側には、前記高電圧デバイスのうち前記ＤＣＤＣコンバータ以外の他の前記高電圧デバイスが固定され、
前記第１貫通孔は、前記側面において前記ロアケースに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの保護構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０３５８４（Ｐ２０１３−１０３５８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８１６３（Ｐ２０１１−２４８１６３）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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